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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/56407| Type: | TCC |
| Title: | Dimensionamento ótimo de um sistema fotovoltaico com armazenamento de hidrogênio para alimentar uma carga residencial |
| Authors: | Nogueira, Levi dos Santos |
| Advisor: | Carvalho, Paulo Cesar Marques de |
| Co-advisor: | Batista, Natasha Esteves |
| Keywords: | Hidrogênio;Fotovoltaico;Armazenamento;Célula a combustível |
| Issue Date: | 2020 |
| Citation: | NOGUEIRA, Levi dos Santos. Dimensionamento ótimo de um sistema fotovoltaico com armazenamento de hidrogênio para alimentar uma carga residencial. 2020. 47 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2020. |
| Abstract in Brazilian Portuguese: | Neste trabalho é feita uma avaliação da possibilidade de utilização de um sistema baseado em módulos fotovoltaicos (FV) para suprir uma carga residencial, associado a um sistema de produção e armazenamento de hidrogênio, bem como células a combustível (CaC) que utilizem hidrogênio. Essa associação se dá para armazenar o excedente de energia gerado e assim limitar os efeitos da intermitência da fonte principal. A avaliação é feita no software Homer Pro, utilizando dados de irradiação solar da cidade de Parnaíba e preços dos componentes utilizados obtidos através do catálogo de sites especializados. O software analisou a combinação de diferentes componentes, em especial seu custo e seu desempenho nas condições determinadas para a planta, para encontrar aquela que apresentasse o menor valor presente líquido (VPL) num período de 25 anos. Também foi considerado necessário que a combinação de componentes fosse capaz de suprir o sistema durante todo o período em análise, mantendo um nível adequado de reserva de hidrogênio e minimizando a demanda não-suprida. Os componentes obtidos que melhor suprem as necessidades técnicas da planta requerem um investimento inicial de R$ 108.138,36 (9 kW FV; 0,75 kW CaC; 1 kW Eletrolisador; 0,75 kW inversor; 0,2 kg tanque.) e apresentam um custo final do kWh de R$ 7,00. O valor obtido é superior às tarifas cobradas pelo kWh para clientes residenciais no estado do Piauí, onde se localiza a planta. Diversas configurações mais baratas foram encontradas pelo software, sendo descartadas por fatores técnicos como a incapacidade de suprir a carga no pico ou de manter níveis aceitáveis de hidrogênio armazenado durante períodos de alto consumo. A diferença nos valores é decorrente das diferentes tecnologias empregadas, que eliminam externalidades que não são levadas em consideração na geração de energia elétrica por métodos mais tradicionais. No entanto, o sistema mostrou-se capaz de prover energia sem depender de combustíveis fósseis ou de grandes usinas como as hidroelétricas ou nucleares, facilitando a geração distribuída e a possibilidade de uma matriz energética limpa no futuro. |
| Abstract: | In this paper is made an evaluation of the possibility of utilization of a system based on PV modules to supply a residential load, coupled with a system for the production and storage of hydrogen, as well as hydrogen-based fuel cells (FC). Such coupling is done to store the excess energy generated and thus limit the effects of the intermittency of the main source. The evaluation was made using the software Homer Pro, using solar incidence data from the city of Parnaíba and prices of the components used obtained through the catalog of specialized websites. The software analyzed different component combinations, specially their cost and performance in the conditions set for the plant, to find the one with the least net present value (NPV) in a 25-year period. It was also deemed necessary that such combination of components must be able to supply the system during the entire period under analysis, keeping an adequate level of hydrogen reserves and minimizing unsupplied demand. The obtained components that better supply the technical necessities of the plant require an initial investment of R$ 108.138,36 (9 kW FV; 0,75 kW FC; 1 kW Electrolyzer; 0,75 kW inverter; 0,2 kg tank.) and a final cost for the kWh of R$ 7,00. This value is superior to the tariffs charged to residential clients in the state of Piauí where the plant is located. Many different and cheaper configurations were found by the software, being discarded due to technical factors, such as an inability to provide during peaks and maintaining acceptable levels of stored hydrogen during high consumption periods. The difference in values stems from the different technologies applied, which eliminate externalities not taken into account in the generation of electric energy by more traditional methods. However, the system has been shown to be capable of supplying energy without relying of fossil fuels or huge power plants, such as nuclear or hydroelectrical, facilitating distributed generation and the possibility of a clean energy matrix in the future. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/56407 |
| Appears in Collections: | ENGENHARIA ELÉTRICA - Monografias |
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